吴季怀课题组在Nano Energy：钙钛矿太阳能电池领域取得重要研究进展

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材料科学与工程学院吴季怀教授课题组在钙钛矿太阳能电池领域取得重要研究进展，研究成果以“Low-temperature processed rare-earth doped brookite TiO2scaffold for UV stable, hysteresis-free and high-performance perovskite solar cells”（DOI:10.1016/j.nanoen.2020.105183）为题发表在国际期刊Nano Energy。该论文由华侨大学独立完成，第一作者是我校材料学院2017级博士生郭琪瑶，通讯作者为材料学院吴季怀教授。
       NanoEnergy（《纳米能源》）是Elsevier出版社旗下国际纳米能源领域公认的顶级期刊，2020年影响因子为16.602，在能源材料领域具有重要影响力。

      作为新一代太阳能电池，有机–无机杂化钙钛矿太阳能电池（PSCs）在过去的十年里，凭借其光电转换效率（PCE）的迅速提升，在光电能源领域崭露头角并引起学术界以及产业界的广泛关注。虽然目前PCE处于领先地位的PSCs大多采用锐钛矿型TiO2来作为介孔电子传输层（ETL）。但是，J-V迟滞现象、高温处理以及光稳定性仍然是限制PSCs商业化的主要挑战。为此，我们实施了四种有利的设计，即低温处理、稀土离子掺杂、紫外光稳定的板钛矿TiO2支架以及SnO2致密ETL来提高电池光电性能以及光稳定性。
    (a) 电池器件结构示意图；(b)Sc3+调控的SnO2/板钛矿TiO2支架可有效地调整能级排列并改善器件内部载流子动力学；(c)刚性PSC最佳PCE达到21.75％；(d) 柔性PSC最佳PCE达到11.80％，充分证明所设计功能层的普遍适用性。
       结果表明，通过无烧结工艺制备的板钛矿型TiO2介孔支架，可获得均匀覆盖、无孔洞的高质量钙钛矿薄膜。良好的能级排列以及载流子传输情况共同促进了器件性能的提升。最终，优化后的PSC实现了21.75%的PCE，并且具有良好的紫外光稳定性。
      上述研究工作得到国家自然科学基金和华侨大学研究生创新基金的大力支持。
      文章链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2020.105183

（编辑：张为健）

      文章来源：华侨大学

      吴季怀，华侨大学教授。长期从事新型材料和化学领域研究，在新型太阳能电池材料和器件、光催化纳米插层材料、超吸水材料、纳米功能材料、色心晶体材料和激光等领域取得突出的研究成果。1998年至1999年留学日本东北大学。先后主持国家863项目1项，国家重点科技项目1项，国家自然科学基金重大研究计划项目2项，国家自然科学基金重点项目1项，国家自然科学基金项目8项，教育部科研项目3项，福建省重大专题、重大、重点、国际合作、科学基金等10余项科研项目。在Chem Rev、Adv Mater、J Am Chem Soc、Energy Environ Sci、Adv Energy Mater、Adv Funct Mater、Nano Energy等国际学术刊物上发表被SCI收录360多篇，其中ESI高被引论文14篇，被SCI引用8000多次，H-因子44，发表《材料科学基础》、《高吸水保水材料》二书。申请发明专利27件，已授权17件。科研成果获省部级科学技术奖一等奖1项、二等奖5项，2014年、2015年入选Elsevier中国高被引学者榜单。培养博士生获国家优秀博士学位论文提名奖2次、福建省优秀博士学位论文一等奖3次。教学成果获福建省教学成果特等奖2项，一等奖2项，三等奖1项。获“国务院特殊津贴专家”、“全国优秀科技工作者”、“福建省科技创新领军人才”、“福建省优秀专家”、“福建省教学名师”、国际晶体生长学会“青年科学家奖”、“全国优秀青年化学奖”、“福建省劳动模范”、“全国‘五一’劳动奖章”等荣誉。现为国际电气和电子工程师学会（IEEE）高级会员、国际电化学学会会员、福建省高等教育学会副理事长、福建省留学生同学会副会长、福建省化学学会副理事长、中国岩石矿物地球化学学会矿物物理结构专业委员会副理事长、中国硅酸盐学会工艺岩石学分会副理事长，担任《Scientific Reports》、《人工晶体学报》、《矿物学报》编委。